Řeka Morava je páteřní řekou povodí o rozloze 26 579,69 km2 a vlévá se do Černého moře. Délka toku od pramene po ústí je 354,05 km a délka v CHKO je přibližně 44 km. Na území CHKO tvoří řeka Morava poslední větší úsek neregulovaného nížinného toku (mezi Litovlí a ústím Benkovského potoka, krátký úsek nad Litovlí - Vrapač). Morava se v CHKO rozvětvuje a tvoří trvalá i periodická ramena. Tuto vodní síť nazýváme vnitrozemskou deltou, odborně pak anastomózní říční systém. Ojedinělost tohoto fenoménu ve střední Evropě dokládá i zařazení území CHKO do seznamu Ramsarské konvence. Od silnice Mohelnice-Stavenice až po cestu Mladeč-Nové Zámky je řeka víceméně částečně regulována a upravena, následuje asi dvoukilometrový úsek přirozeně meandrujícího toku. Nad Litovlí a v intravilánu města je řeka regulována. Pod Litovlí následuje dlouhý úsek (až po ústí Benkovského potoka) přirozeně meandrujícího toku chráněný v NPR Ramena řeky Moravy. V tomto úseku je provedeno jen několik krátkých stabilizačních úprav toku (nad mosty, jezy). Přirozený charakter toku má obrovský význam pro samočistící schopnost řeky, která je v tomto úseku velmi vysoká. Lužní les protkaný systémem periodických ramen - smuh je existenčně závislý na zachování přirozeného charakteru řeky a jejího záplavového režimu.

Vodohospodářská problematika je v CHKO Litovelské Pomoraví nesmírně významná. CHKO je v podstatě existenčně závislá na vodním režimu údolní nivy řeky Moravy. Úzkou vazbu chráněných ekosystémů CHKO na vodní režim krajiny dokládá i zařazení CHKO do Seznamu mezinárodně významných mokřadů Ramsarské konvence. Pravidelné jarní záplavy znamenají pro lužní lesy v CHKO základní podmínku jejich vývoje. Přirozeně meandrující řeka Morava, která se svými bočními stálými i periodickými rameny vytváří unikátní krajinný typ "vnitrozemské říční delty", je "ekologickou páteří" nejen CHKO, ale i celé rozsáhlé oblasti Moravských úvalů. CHKO, ležící na podloží mohutných vrstev zvodnělých kvartérních štěrkopísků, zároveň zajišťuje vysoký stupeň územní ochrany strategicky významných zdrojů pitné vody pro olomouckou aglomeraci. Vzhledem k tomu, že nejsou stanoveny limity vodárenské exploatace území, dochází v některých lokalitách CHKO ke kumulování negativních vlivů vodárenských odběrů podzemní vody na nivní ekosystémy. Protože ani území nynější chráněné oblasti se před vyhlášením CHKO nevyhnuly některé negativní lidské zásahy do vodního režimu, usiluje Správa CHKO ve spolupráci s Povodím Moravy, SMS a vodohospodářskými orgány o postupnou revitalizaci říčních.